深海探索的中国乐章

2019年1月3日,嫦娥四号成功在月球背面冯·卡门撞击坑着陆。拍下了人类历史上首张月球背面的近照。中国探月工程为人类慢慢揭开了神秘月背的面纱。也许很多人并不知道,当我们仰望星空感叹繁星灿烂的时候,我们却对脚下的烟波浩渺知之甚少。     

DEM线状窗口邻域分析的月表撞击坑自动提取

月表撞击坑是月球最直观、典型的地质构造单元,月表撞击坑的提取与分析对于揭示月球地质演化进程具有重要意义。本文基于撞击坑地形特征,利用美国月球勘测轨道飞行器(LRO)获取的100 m分辨率数字高程模型(DEM)数据,提出了一种线状窗口邻域分析的月表撞击坑自动提取方法。月海和月陆两个不同样区的试验结果表明:月海样区的最佳提取窗口为1×7和7×1,最佳提取阈值为4.5;月陆样区的最佳提取窗口为1×9和9×1,最佳提取阈值为6。对比目视识别结果,该方法对月表撞击坑的有效提取率达到78%;评价因子结果显示,该方法对撞击坑的提取精度达到77%以上,提取质量达到70%以上。     

一种基于三维形貌的深空星体表面撞击坑自动提取方法

类地深空星体表面撞击坑的自动提取对着陆区选择、自主导航、星体演变研究具有重要意义。以三维形貌数据为基础,提出了一种基于等值线关系分析与形态学精确拟合的深空星体表面撞击坑自动提取方法。首先,从三维形貌数据中提取并保留满足圆度约束的等高线;其次,依据撞击坑的空间形态特征,分析这些等高线之间的相互关系,以初步确定撞击坑的位置;最后,应用形态学分析方法精确确定它们的边缘和位置信息。以月球月海带区域和火星水手峡谷东部区域的DEM数据进行实验,结果表明该方法与传统的撞击坑提取方法相比,具有更高的正确率、稳定性和实时性。     

融合嫦娥一号CCD影像与DEM数据的月球撞击坑自动提取和识别

针对现阶段月球撞击坑定量信息提取不足和误提取的问题,本文提出了一种融合CCD影像和DEM数据进行撞击坑的自动提取及识别的算法。（1）在太阳光照下,撞击坑的影像特征满足特定的规律,通过条件匹配在CCD影像中提取撞击坑;（2）在DEM中,利用撞击坑坑壁点的坡向值的连续性,对影像中误提取的撞击坑进行剔除;（3）在DEM中,利用撞击坑边缘点法向量的突变性,提取撞击坑边缘点并进行拟合,计算撞击坑的参数,通过坑底点云所占比例以及剖面线特征识别撞击坑的类型。经过“嫦娥一号”影像与DEM数据的验证,该算法在高纬度月球撞击坑分布均匀的区域应用效果较好。     

应用地球物理方法研究撞击坑

陨石的撞击作用使靶岩形成的一个特殊的地球物理场,具有低密度、低电阻率、低速率、磁力异常等不同于周边的岩性。因此,可利用重力、电力、磁法、地震等地球物理方法探测撞击坑的形态特征和寻找亲折冲击构造。     

月球撞击坑自动识别和分类方法研究进展

撞击坑是研究月球最直接的对象,也是月球表面最为普遍且显著的地貌单元和地质构造标志,在行星地质学研究中具有重要的地位。通过对月球撞击坑识别方法和撞击坑分类方法研究进展进行概述及总结,将月球撞击坑识别方法概括为人工识别、基于形态特征提取算法、基于机器学习算法、基于地理信息融合分析算法4类,并对月球撞击坑识别方法研究中存在的问题进行了分析。     

月球辐射线撞击坑与瓜埠放射状裂隙群的比较分析

在对比了月球背面辐射线撞击坑和六合瓜埠火山岩放射状裂隙群的异同后,提出六合瓜埠放射状裂隙群,可能源于类似的火山进裂作用。     

撞击坑统计技术在行星表面定年应用中的误区

撞击坑大小-频率统计技术在其理论基础与实际应用中存在一定的局限性,且尚未引起国内外行星地质学界的广泛关注.使用该技术分析行星表面的年龄时,应注意:(1)由于晚期大轰击事件的存在,该技术不能用于估算内太阳系天体表面老于~38亿年的地质体的年龄;(2)由于内、外太阳系的撞击历史不同,不能直接使用月球上的撞击坑的产生方程估算外太阳系天体表面地质单元的绝对模式年龄;(3)由于二次撞击坑的干扰,须谨慎使用小撞击坑统计估算年龄;(4)分析撞击坑统计的结果前,首先需分析统计区的饱和状态;(5)避免使用太阳入射角小的影像数据统计撞击坑,避免选择地形复杂的区域作为统计区.另外,建议优先使用相对分布法、并结合累积分布法分析撞击坑统计的结果.     

顾及月表铁元素含量的次生撞击坑识别

在对月表地质单元定年时,由于月球岩石、土壤和岩心样品数量有限,能够利用这些样品做同位素定年的地质单元范围很小,因此更大范围的月球表面的绝对年龄需要采用撞击坑尺寸频率定年法(crater sizefrequency distribution, CSFD)测定。然而月球表面次生撞击坑的存在会导致CSFD得到的定年结果出现偏差,故在标注撞击坑时有必要对次生撞击坑予以剔除,以便对行星表面的地质单元做较为准确的定年。提出一种顾及月表铁元素含量的次生撞击坑识别方法。使用波段比值法获取月表铁元素含量信息,以次生撞击坑内铁元素含量更接近月壤铁元素含量为假设前提,以撞击坑内与月壤的铁元素含量差值为判据分离主撞击坑和次生撞击坑。以日本月亮女神多光谱成像仪影像为实验数据,验证所提方法的有效性和稳健性。实验结果表明,在依据铁元素含量剔除次生撞击坑后的定年结果与已知定年结果之差小于0.1 Ga,具有较好的一致性;与其他次生撞击坑剔除方法相比,依据月表铁元素信息剔除次生撞击坑的结果更可靠。